Exercícios Física 2 2021-2

Título: Modelo microscópico. Considere o modelo microscópico desenvolvido no curso para explicar a condutividade de um metal (conhecido como modelo de Drude). Tipicamente, um fio de cobre de 1mm de diâmetro é capaz de conduzir uma corrente de 5A. Com base na condutividade e na densidade de elétrons de condução do cobre, determine (aproximadamente) a distância média entre os átomos de cobre na rede iônica. Justifique os cálculos. Considere que após cada colisão com os íons na rede o elétron perde toda sua velocidade, e entre as colisões o elétron é acelerado pelo campo elétrico. [Nota: observe a discrepância do resultado com relação ao valor real de aprox. 3 Å (angstroms) para o cobre, o que revela uma limitação do modelo.] ◯ 6 x 10^(-18) m ◯ 18 x 10^(-18) m ◯ 3 x 10^(-15) m ◯ 1 x 10^(-15) m ◯ 2 x 10^(-18) m Título: Iluminação noturna. Em um acampamento, dispõe-se de uma bateria real, cuja fem vale 12V, e algumas pequenas lâmpadas. Verifica-se que ligando uma lâmpada de 10Ω à bateria, ela produz uma iluminação de 10W. A fim de maximizar a iluminação noturna, você propõe que seja feita uma associação em paralelo com uma segunda lâmpada. Qual é a resistência dessa outra lâmpada que atende à finalidade? Justifique os cálculos. ◯ 2,5Ω ◯ 5Ω ◯ Outro valor. ◯ 10Ω ◯ 20Ω Título: Circuito elétrico. O interruptor do circuito elétrico a seguir está inicialmente aberto e o capacitor totalmente descarregado. Em determinado momento (t=0), o interruptor é fechado, permitindo a passagem de corrente elétrica no circuito. Calcule a razão i_0/i_f entre a corrente elétrica fornecida pela bateria no instante inicial i_0 (em t=0), e i_f no instante muito posterior ao início, quando o capacitor já carregou totalmente. ◯ 1/4 ◯ 1/2 ◯ 2 ◯ 0 ◯ 1